为研究聚乙烯醇纤维水泥基复合材料(PVA-ECC)冻融后的拉伸性能, 分别对PVA-ECC试件冻融0、25、50、75、100、125、150次后进行拉伸试验, 通过试件表面特征和拉伸特征参数综合评价PVA-ECC冻融后的拉伸性能, 并采用向量自回归滑动平均(VARMA)模型探索冻融循环后拉伸特征参数之间的规律。结果表明, 冻融循环试验后, 试件均出现不同程度的损伤, 损伤程度随冻融循环次数增加逐渐增大。初裂强度与抗拉强度随冻融循环次数的增加逐渐降低, 拉伸应变与应变能随冻融循环次数的增加呈先升高后降低的趋势。基于试验数据建立了拉伸特征参数的关系式, 进一步揭示了冻融循环后拉伸特征参数的衰减规律。

采用形变势理论系统地研究了(001)、(110)、(111)晶面双轴张应变以及[001]、[110]、[111]晶向单轴张应变Ge1-xSnx导带结构。结果表明:在 (001)、(110)晶面施加双轴张应变以及[001]晶向施加单轴张应变时,直接带隙Γ能谷的下降速度快于间接带隙L能谷;在 (111)晶面施加双轴张应变以及[110] 、[111]晶向施加单轴张应变时,间接带隙L能谷的下降速度快于直接带隙Γ能谷。因此,可利用(001)、(110)晶面双轴张应变以及[001]晶向单轴张应变实现通过减小Sn的组分将Ge1-xSnx合金调控为直接带隙材料的目的。相关结论可为Ge1-xSnx合金的实验制备及器件仿真等提供关键参数和理论指导。

对张应变GaInP量子阱激光器材料结构开展变温光致发光特性的研究, 实验中激光器有源区为9 nm Ga0.575In0.425P量子阱结构, 采用N离子注入并结合730℃下的快速热退火处理来诱导有源区发生量子阱混杂.变温(10 K~300 K)光致发光特性研究表明：300 K时, 只进行快速热退火或者N离子注入的样品不发生峰值波长蓝移, N离子注入后样品在退火时发生波长蓝移, 且蓝移量随退火时间的增加而增加; 低温条件时, 不同样品的光致发光特性差别较大, 光致发光谱既有单峰, 也有双峰, 分析认为双峰中的短波长发光峰为本征激子的复合, 长波长发光峰是由于有序区域中的电子与无序区域中的空穴复合引起.本研究可为半导体激光器长期工作可靠性和材料低温特性的相互关系提供一种新的研究思路.

设计并制备了一款短波长红光640 nm的大功率半导体激光器。利用金属有机化学气相沉积技术生长了AlGaInP材料的激光器外延层，其中，限制层使用低折射率的AlInP材料，有源区使用张应变的GaInP/AlGaInP量子阱。外延层有源区的光致发光谱出现两个分裂的发光峰，位于627 nm及616 nm处，分别对应于电子到轻空穴及重空穴的跃迁。对芯片窗口区域进行选择性Zn扩散，量子阱原子发生混杂，波长蓝移了43 nm。不带非吸收窗口的器件在1.9 A发生腔面灾变性光学损伤（COD），功率为1.4 W。而带窗口结构的器件没有产生COD，功率输出受限于热饱和，最大功率为2.3 W。室温连续电流测试，1 A下波长为639 nm，1.5 A下波长为640 nm。器件水平发散角为6°，垂直发散角为41°。

Two promising post-treatment techniques, i.e. applying tensile strain and rising temperature, are demonstrated to enhance the mode-coupling efficiency of the CO₂-laser-induced long period fiber gratings (LPFGs) with periodic grooves. Such two post-treatment techniques can be used to enhance the resonant attenuation of the grating to achieve a LPFG-based filter with an extremely large attenuation and to tailor the transmission spectrum of the CO₂-laser-induced LPFG after grating fabrication.

Si基光互连具有高速度、高带宽、低功耗、可集成等特点，是解决Si 基集成电路发展瓶颈的一个重要途径。在Si 基光互连的关键器件中，除了Si 基高效光源以外，其他的器件都已经实现。同为IV 族元素的Ge 具有独特的准直接带隙的能带结构，有望通过能带工程等手段实现高效发光。近年来，Si 基IV 族发光材料和发光器件有了许多重要进展。回顾了Si 基IV 族发光材料和发光器件的最新成果，如Si 衬底上张应变的Ge、Ge 发光二极管及激光器、GeSn发光器件，并对结果进行了讨论。最后展望了Si 基IV 族激光器的发展趋势。

数值求解了光子晶体光纤中的去极化型声波导布里渊散射色散方程, 研究了光子晶体光纤中的布里渊频移随泵浦波长及空气孔填充率的变化关系, 以及去极化型声波导布里渊散射频移随温度、应变、声波导模式、纤芯直径及空气孔层数的关系。结果表明: 布里渊频移随着波长的增大而线性减小。对于相同的波长点, 增大光子晶体光纤空气孔填充率时, 声波横向速度将会减小。去极化型声波导布里渊散射频移随温度及应变的增大而线性增加。同一温度条件下, 高阶TR2m模式的去极化型声波导布里渊散射频移对温度的变化更为敏感; 而在同一应变条件下, 低阶TR2m模式的去极化型声波导布里渊散射频移对应变的变化更为敏感。去极化型声波导布里渊散射频移随纤芯直径的增加而增大, 随空气孔层数的增加而减小。

:本文基于漂移扩散模型,对硅基错PIN 红外探测器的电流特性随应变、Ge 吸收层厚度、吸收层掺杂浓度的变化进行了数值模拟,并给出了一种器件优化设计方案。研究结果表明,当Ge 应变从O 增加到0.3% 时,器件的暗电流增大了约50% ;当Ge 吸收层厚度从1μm 增加到4μm 时,器件的暗电流降低了近80% ,量子效率增大了近1 倍;当吸收层的掺杂浓度由1 x 10 14 cm- 3 增大2 个量级时,器件的光电流降低了近60% 。综合考虑吸收层厚度对器件量子效率和暗电流的影响以及吸收层掺杂浓度对光电流的影响,对硅基错PIN 红外探测器的外延错吸收层进行了设计:外延生长厚度为4μm ,掺杂浓度为1 x 10吨m- 3 以期能为提高器件性能和制备实际器件提供良好的依据。

采用三元InGaAs体材料为有源区,通过直接在InGaAs体材料中引入0.20%张应变来加强TM模的增益,研制了一种适合于作波长变换器的偏振不灵敏半导体光放大器(SOA)。在低压金属有机化学气相外延(LP-MOVPE)的过程中,只需调节三甲基Ga的源流量便可获得所要求的张应变量。制作的半导体光放大器在200 mA的注入电流下,获得了50 nm宽的3 dB光带宽和小于0.5 dB的增益抖动;重要的是,半导体光放大器能在较大的电流和波长范围里实现小于1.1 dB的偏振灵敏度。对于1.55 μm波长的信号光,在200 mA的偏置下,其偏振灵敏度小于1 dB,同时获得了大于14 dB光纤到光纤的增益,3 dBm的饱和输出功率和大于30 dB的芯片增益。用作波长变换器,可获得较高的波长变换效率。进一步提高半导体光放大器与光纤的耦合效率,可得到性能更佳的半导体光放大器。